题目内容

2．某化学课外小组用如下图装置制取溴苯．先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A中（A下端活塞关闭）．
写出A中反应的化学方程式2Fe+3Br2=2FeBr3，C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C6H5Br+HBr．A中液体微沸，并有有色气体产生，该反应是放热反应（填“放热”或“吸热”），有色气体的成分是Br2；实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中充分振荡，目的是除去溶于溴苯中的溴写出有关反应的化学方程式Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O，或是3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O；C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气；设计简单实验证明笨和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，方法是能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中滴入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明．另一种验证的方法是向试管D中加入石蕊试液；现象是溶液变红色．

分析 苯和纯溴在三氯化铁催化剂作用下，苯环上一个氢原子发生取代反应生成溴苯和溴化氢；溴蒸气是一种红棕色的气体，A中液体微沸，并有有色气体产生，该反应是放热反应；有色气体的成分是易挥发的溴单质；苯和液溴均易挥发，导致所得溴苯不纯净，溴能与氢氧化钠反应而溴苯不能；CCl4 能溶解溴不能溶解溴化氢；如果苯和液溴发生的是取代反应，则有HBr生成，溴化氢易溶于水电离出H+和Br-，溴离子遇到银离子会发生反应生成AgBr沉淀，如果发生的是加成反应，则无HBr生成．

解答 解：苯和纯溴在三溴化铁催化剂作用下，苯环上一个氢原子发生取代反应生成溴苯和溴化氢，反应为：2Fe+3Br2=2FeBr3，C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C6H5Br+HBr；
苯和液溴均易挥发，溴蒸气是一种红棕色的气体，A中液体微沸，说明该反应是放热反应，并有有色气体产生，是溴蒸气进一步说明该反应是放热反应；
A中的溴和氢氧化钠反应，可以将溴苯中的溴除去，即Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O，或是3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O；
CCl4能溶解溴不能溶解溴化氢，四氯化碳能除去溴化氢气体中的溴蒸气；
能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，方法是：如果发生取代反应，生成溴化氢，溴化氫易溶于水电离出H+和Br-，只要检验含有氢离子或溴离子即可，溴离子的检验：取溶液滴加硝酸银溶液，如果生成淡黄色沉淀就证明是溴离子；氢离子的检验：如果能使紫色石蕊试液变红，就证明含有氢离子，
故答案为：2Fe+3Br2=2FeBr3，C6H6+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$C6H5Br+HBr；放热；Br2；除去溶于溴苯中的溴；Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O，或是3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O；除去溴化氢气体中的溴蒸气；能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中滴入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明．另一种验证的方法是向试管D中加入石蕊试液；现象是溶液变红色．

点评 本题考查苯的取代反应方程式及实验现象以及产物HBr的检验，题目难度中等，注意掌握苯的取代反应原理，明确反应的产物及HBr的化学性质进行解题．

练习册系列答案
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4．常温下，下列溶液中，有关微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．1 mol•L-1  HCl溶液：c（Cl-）＞c（H+）＞c（OH-）
B．1 mol•L-1 Na2CO3溶液：c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）
C．1 mol•L-1 NaHCO3溶液：c（H+）+2c（H2CO3）=c（OH-）+c（CO32-）
D．0.1 mol•L-1NaOH溶液与等体积pH=1的醋酸混合后的溶液中：c （CH3COO-）=c （Na+）＞c （H+）=c （OH-）
5．可以说明NH3分子是极性分子的理由（　　）
A．NH3中含有的3个N-H键是等同的B．NH3中N-H键之间的夹角为107°18′
C．NH3分子空间构型为三角锥形D．NH3的熔点比水的熔点低
10．肉桂酸是一种香料，具有很好的保香作用，通常作为配香原料，可使主香料的香气更加清香．实验室制备肉桂酸的化学方程式为：

反应物和产物的部分性质如表所示：
名称分子量性状密度g/cm3熔点℃沸点℃溶解度：克/100mL溶剂
水醇醚
苯甲醛106无色液体1.06-261780.3互溶互溶
乙酸酐102无色液体1.082-7313812溶不溶
肉桂酸148无色固体1.2481333000.0424溶

主要实验步骤：
Ⅰ合成：按图甲连接仪器，加入5mL苯甲醛、14mL乙酸酐和7.0g无水碳酸钾．再加入几粒固体X，控制温度在140～170℃，将此混合物回流45min．
Ⅱ分离与提纯：
①将上述合成的产品冷却后边搅拌边加入40mL水浸泡5分钟，并用水蒸气蒸馏，从混合物中除去未反应的苯甲醛，得到粗产品
②将上述粗产品冷却后加入40mL 10%的氢氧化钠水溶液，再加90mL水，加热活性炭脱色，趁热过滤、冷却；
③将1：1的盐酸在搅拌下加入到肉桂酸盐溶液中，至溶液呈酸性，经冷却、过滤、洗涤、
干燥等操作得到较纯净的肉桂酸4.5克；
请回答下列问题：
（1）固体X的作用是防止暴沸，X的名称是沸石或碎瓷片
（2）图甲装置中冷凝管的作用是冷凝回流，提高原料利用率，减少产物挥发
（3）图乙装置中玻璃管的作用是平衡压强，仪器D的名称是锥形瓶
（4）合成肉桂酸的实验需在无水条件下进行，实验前仪器必须干燥．实验中为控制温度在140～170℃需在BD中加热（请从下列选项中选择）．
A．水     B．甘油（沸点290℃）    C．砂子    D．植物油（沸点230～325℃）
（5）本实验中，肉桂酸的产率为60.8%．
17．利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

根据要求填空：
（1）实验室制取Cl2的离子反应方程式为：MnO2+4H++2Cl- $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$ Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）E装置的作用是CD（填编号）；
A．收集气体     B．吸收氯气     C．防止倒吸      D．吸收氯化氢
（3）B装置有三种功能：①干燥气体；②将气体混合均匀；③控制气体流速
（4）D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末，其作用是除去过量的氯气
（5）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为分液．
7．钛被称为“21世纪的金属”，其比强度位于金属之首．工业上常用金红石（主要成分TiO2）为主要原料制取金属钛及其化合物，如：TiCl3、TiO2．
制取钛：①TiO2+2Cl2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO    ②2Mg+TiCl4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2MgCl2+Ti③Ti+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4 ④TiCl4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Cl2↑+Ti铝还原法制取TiCl3：

（1）制取钛的反应②常在下列某气体中进行，该气体可以是d
a．空气    b．氮气      c．二氧化碳      d．氩气
（2）TiCl4在工业生产中为重要的中间体，写出铝还原法制取TiCl3工艺中136℃反应器中的化学反应方程式4Al+3TiCl4$\frac{\underline{\;136℃\;}}{\;}$4AlCl3+3Ti
（3）TiCl4可用于制备TiO2，制备时向TiCl4中加入大量水并且加热可得TiO2•xH2O，写出该步反应的化学方程式TiCl4+（x+2）H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$TiO2•xH2O↓+4HCl↑
（4）实验室模拟反应③制TiCl4的装置如图2，已知：TiCl4在常温下为液体，空气中放置时就易水解，会产生刺激性烟雾．请回答：

①仪器D的名称是球形干燥管
②仪器B中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Cl2↑+Mn2++2H2O
③实验开始时先点燃甲（填“甲”或“乙”）处酒精灯．
④装置C中盛装的液体是c，装置E中盛装的液体是d
a．水        b．饱和食盐水        c．浓硫酸        d．氢氧化钠溶液
⑤装置D的主要作用是防止水蒸汽进入造成产品水解．
14．硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等．利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl42- （aq）△H＞0
（ⅱ）Ksp（PbSO4）=1.08×10-8，Ksp（PbCl2）=1.6×10-5
（ⅲ）Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S
，步骤Ⅰ中另一个反应是H2O2与FeCl2、盐酸反应生成FeCl3，实现FeCl3的重复利用，其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5～1.0，原因是抑制Fe3+、Pb2+的水解．
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl-（aq）$\stackrel{降温}{?}$PbCl42-（aq）逆向移动，使PbCl42-不断转化为PbCl2晶体而析出．
（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式PbCl2（s）+SO42-（aq）?PbSO4（s）+2Cl-（aq）．
（4）滤液3是盐酸．
（5）铅蓄电池的电解液是稀硫酸（22%～28%），充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为PbSO4+2e-=Pb+SO42-．
11．在3升的密闭容器中，充入6molX（g）和4molY（g），在一定条件下发生应：4X（g）+3Y（g）?2Q（g）+nR（g），2min内达平衡，此时容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加了5%，X的浓度减小了$\frac{1}{3}$．
（1）试求n值？
（2）2min内Y的反应速率？
12．已知$\stackrel{合适的氧化剂}{→}$（注：R、R’为烃基），A为有机合成中间体，在一定条件下发生消去反应，可能得到两种互为同分异构体的产物，其中的一种B可用于制取合成树脂、染料等多种化工产品．A能发生如图所示的变化：

试回答：
（1）写出符合下述条件A的同分异构体的结构简式（各任写一种）：a．具有酸性CH3CH2CH2COOH，b．能发生水解反应CH3CH2COOCH3．
（2）A分子中的官能团是（写名称）羟基、醛基，D的结构简式是CH3COCH2COOH．
（3）E→F的反应类型是b或c（写编号）．
a．氧化反应      b．还原反应    c．加成反应        d．取代反应
（4）写出A→B化学方程式CH3CHOHCH2CHO$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3CH=CHCHO+H2O．
（5）写出E在一定条件下生成高聚物的化学方程式．
（6）C的同分异构体Cl与C有相同官能团，两分子Cl脱去两分子水形成含有六元环的G，写出G的结构简式或．

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